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ITER特大电流引线高温超导组件的研究的开题报告

一、研究背景和意义

现代社会离不开电力，为人类社会的各个领域提供了必要的能量。但是，传统的电力系统不仅能源消耗大，同时还存在一定的环境污染和能源浪费的问题。核聚变技术标志着新能源时代的到来，可以提供无限的能源，并且具有零排放、零污染的特点，不仅节约了资源并且可以解决环境问题，因此备受重视。

而ITER（InternationalThermonuclearExperimentalReactor）项目是欧洲、日本、印度、韩国、俄罗斯、美国实现核聚变能量利用短、中、长期目标的重要示范项目。ITER项目采用四环加热饱和芯引导材料（CICC）高温超导线圈来由于低温超导线圈，在模拟磁约束材料（MCF）反应堆操作和试验过程中即可获得高强度磁场，该堆将产生超过10倍的能量放出。其中，高温超导技术作为空间科学、生命科学、医疗、物理研究等多个领域提供了长期的热点研究基础，并用于大型物理装置，如ITER等。

测量磁场和电流的高温超导引线作为ITER中高温超导磁体组建中的重要部件，由于其高温超导性能优越、传输能力高、电阻低等特点在实际应用中被广泛应用，极大的提高了磁体的效率。因此，高温超导引线的研究对于ITER项目的成功实施具有至关重要的意义。

本研究旨在研究ITER特大电流引线高温超导组件的研究，结合超导材料的性质对引线进行深入研究，提高引线的传输能力和稳定性，为ITER项目的成功实施提供技术支撑和理论基础。

二、研究内容和方法

2.1研究内容

本研究的主要研究内容包括以下几个方面：

（1）高温超导材料的性质分析与评价：基于超导材料的物理特性，利用传热学、热力学、电学、力学等理论和方法对其进行分析和评价，为研究高温超导引线奠定一定的理论基础。

（2）高温超导引线的设计与制备：根据设计要求，结合高温超导材料的特性，设计制备合理的高温超导引线。利用化学合成、物理沉积、物理气相沉积、比色法等技术对高温超导引线材料进行制备，并对其进行表征。

（3）高温超导引线的性能评估：通过电学、热学、磁学等复杂的试验手段对高温超导引线的性能进行全方位的测试和评估，包括传输能力、制冷干扰、电磁场干扰等方面。

（4）高温超导引线的应用研究：将其应用于实际粒子物理、聚变反应、医疗等领域，分别在不同条件下进行测试，并对测试结果进行总结和分析。

2.2研究方法

本研究采用理论计算、实验研究和工程应用相结合的方法，主要包括以下几个方面：

（1）理论计算：基于高温超导材料的物理特性，通过建立热电机、电热磁方程等模型，计算和分析高温超导引线的性能，从而预测和指导实验及工程应用。

（2）实验研究：实验研究是高温超导引线研究的重要方法之一，通过实验手段对引线材料的性质进行测试和分析，为引线制备和性能评估提供有力支撑。

（3）工程应用：将高温超导引线应用于实际领域，通过采用不同的测试手段对引线的性能进行评估和检测，为其在实际应用中的优化和提高提供技术支撑。

三、预期结果

预计将能在ITER特大电流引线高温超导组件的研究上取得以下几个方面的成果：

（1）对高温超导材料进行分析，得出其物理特性和结构特性，为高温超导引线制备和性能评估提供理论支撑。

（2）设计制备出合理的高温超导引线材料，并对其进行性能评估，比较其传输能力和稳定性的差异。

（3）对高温超导引线进行应用研究，将其应用于实际领域，并对其性能进行全面评估和分析。

预计在ITER特大电流引线高温超导组件的研究方面取得科学研究和技术开发相结合的成果，为高温超导引线技术的研究和应用提供重要的理论和实践基础。